RC Setup Gauge – Digitales Setup-Tool mit ESP32 & WT9011DCL
Mit diesem Projekt kannst du wichtige Fahrwerkswerte eines RC-Cars direkt am Smartphone messen – ohne separates Display und ohne komplizierte Bedienung.
Das System verwendet zwei drahtlose WT9011DCL-Sensoren an den Vorderrädern. Ein ESP32-S3 verbindet sich per Bluetooth mit beiden Sensoren und stellt anschließend eine eigene WLAN-Verbindung bereit.
Du verbindest dein Smartphone einfach mit dem RC Setup Gauge und öffnest die Weboberfläche im Browser.
Gemessen werden:
- Sturz links und rechts
- Lenkwinkel links und rechts
- Ackermann links und rechts
- Caster / Nachlauf
- Live-Differenzen der Lenkwinkel
Wichtig: Die Vorspur bzw. Spur wird mit diesem Tool nicht gemessen. Für die Einstellung der Vorspur werden weiterhin klassische RC-Setup-Tools wie Setup-System, Spurlehre oder Setup-Station benötigt.
Die Bedienung erfolgt komplett über das Smartphone.
Was wird benötigt?
Elektronik
- 1× ESP32-S3
- 2× WitMotion WT9011DCL Bluetooth-Sensor
- 1× USB-Kabel zur Stromversorgung des ESP32
- Smartphone, Tablet oder Notebook mit WLAN
Mechanische Teile
- 8× Kugellager 2 × 3 × 6 mm
- 8× Schrauben M2 × 10 mm
- gedruckte Sensorhalter
- gedruckte Rad-/Messaufnahmen
- optional ein 90°-Kalibrierblock für die Sturzkalibrierung
Die Kugellager sorgen dafür, dass sich die beweglichen Teile der Sensoraufnahme leicht und möglichst spielfrei bewegen können.
Benötigte Arduino-Bibliotheken
Für den Sketch werden folgende Bibliotheken benötigt:
- NimBLE-Arduino 2.x
- ESP Async WebServer von ESP32Async
- AsyncTCP von ESP32Async
WiFi und Preferences gehören bereits zum ESP32-Boardpaket.
Sensor-Anordnung
Die beiden Sensoren werden folgendermaßen verwendet:
Sensor 1 = linkes Vorderrad
- Pitch = Sturz
- Gyroskop = Lenkwinkel
Sensor 2 = rechtes Vorderrad
- Pitch = Sturz
- Gyroskop = Lenkwinkel
Wichtig ist nur, dass sich die Sensoren während der Messung nicht in der Halterung bewegen können.
Die genaue Ausrichtung der Gyroskopachsen ist nicht wichtig, da die tatsächliche Lenkachse automatisch eingelernt werden kann.
Inbetriebnahme
ESP32 einschalten.
Die beiden WT9011DCL-Sensoren einschalten.
Der ESP32 sucht automatisch nach den Sensoren und verbindet sich mit ihnen.
Anschließend mit dem Smartphone das WLAN
RC-Setup-Gauge
öffnen.
Passwort:
rcsetup123
Danach im Browser folgende Adresse öffnen:
192.168.4.1
Es wird keine Internetverbindung und kein Router benötigt.
Der ESP32 erzeugt sein eigenes WLAN.
Sensoren verbinden
Nach dem Einschalten sucht der ESP32 automatisch nach den beiden WT9011DCL-Sensoren.
In der Weboberfläche wird angezeigt, wie viele Sensoren gefunden und verbunden wurden.
Beispiel:
Bekannt 2/2
Verbunden 2/2
Falls ein Sensor nicht erkannt wird, kann über
„Sensoren neu suchen“
manuell ein neuer Scan gestartet werden.
Der ESP32 versucht außerdem automatisch, verlorene Verbindungen wiederherzustellen.
Links und Rechts prüfen
Die Sensoren werden beim ersten Finden zunächst den beiden Speicherplätzen zugeordnet.
Falls links und rechts vertauscht sind, kann in der Weboberfläche einfach
„Links / Rechts tauschen“
verwendet werden.
Danach stimmen die Anzeigen wieder mit den Rädern überein.
Nach einem Sensortausch sollte die Lenkachse erneut kalibriert werden.
Sturz kalibrieren
Damit der Sturz korrekt angezeigt wird, müssen die Sensoren zuerst auf eine 0°-Referenz kalibriert werden.
Dafür eignet sich am besten ein exakt rechtwinkliger Kalibrierblock.
Wichtig:
Der Kalibrierblock muss auf derselben Fläche stehen, auf der später auch das RC-Car gemessen wird.
Dadurch funktioniert die Messung auch dann korrekt, wenn der Tisch oder die Setup-Platte selbst nicht perfekt waagerecht steht.
Beispiel:
Die Setup-Platte ist um 1° geneigt.
Der Sensor wird an einem 90°-Block auf dieser Platte kalibriert.
Diese 1° Neigung wird dadurch automatisch als Referenz berücksichtigt.
Sturz links einzeln kalibrieren
Sensor vom linken Rad nehmen und am 90°-Kalibrierblock anlegen.
In der Weboberfläche
„Sturz links nullen“
drücken.
Der ESP32 mittelt mehrere Messwerte und speichert den Offset dauerhaft.
Danach kann der Sensor wieder am linken Rad montiert werden.
Sturz rechts einzeln kalibrieren
Das Gleiche anschließend mit dem rechten Sensor durchführen.
Sensor am Kalibrierblock anlegen.
„Sturz rechts nullen“
drücken.
Auch dieser Offset wird dauerhaft gespeichert.
Links und rechts können dadurch unabhängig voneinander kalibriert werden.
Lenkachse automatisch einlernen
Die Sensoren müssen für die Lenkwinkelmessung nicht exakt mit einer bestimmten Gyroskopachse ausgerichtet sein.
Der ESP32 kann die tatsächliche Drehachse jedes Sensors selbst ermitteln.
Sensoren dafür ganz normal am Fahrzeug montieren.
In der Weboberfläche den Bereich
„Lenkachse automatisch einlernen“
öffnen.
Auf
„START“
drücken.
Danach die Lenkung mehrmals langsam von links nach rechts bewegen.
Am besten 2–3 vollständige Bewegungen durchführen.
Danach
„SPEICHERN“
drücken.
Der ESP32 wertet die Bewegungen auf allen drei Gyroskopachsen GX, GY und GZ aus.
Für jeden Sensor wird daraus automatisch eine eigene 3D-Lenkachse berechnet.
Beispiel:
Links:
X 0.93
Y 0.12
Z 0.35
Rechts:
X 0.91
Y 0.08
Z 0.41
Diese Werte werden dauerhaft im ESP32 gespeichert.
Die Sensoren müssen deshalb nicht jedes Mal neu eingelernt werden.
Eine neue Kalibrierung ist nur notwendig, wenn die Sensorposition verändert oder links und rechts getauscht wurden.
Lenkung nullen
Nach der Lenkachsen-Kalibrierung das Fahrzeug gerade stellen.
Die Vorderräder möglichst exakt gerade ausrichten.
Danach
„Lenkung nullen“
drücken.
Beide Lenkwinkel werden auf 0° gesetzt.
Zusätzlich wird der aktuelle Gyro-Offset der beiden Sensoren berücksichtigt.
Kleine Gyroskopabweichungen im Stillstand werden ausgefiltert, damit der angezeigte Lenkwinkel nicht langsam wegdriftet.
Live-Messung
Auf der Live-Seite werden Sturz und Lenkwinkel beider Räder gleichzeitig angezeigt.
Beispiel:
Sturz links: -2.10°
Sturz rechts: -2.05°
Lenkung links: 18.40°
Lenkung rechts: 14.70°
Zusätzlich wird die aktuelle Ackermann-Differenz angezeigt.
Caster / Nachlauf messen
Für die Caster-Messung gibt es einen eigenen Assistenten.
Das Fahrzeug zuerst gerade stellen.
Danach
„Messung starten“
drücken.
Die Lenkung wird dabei automatisch auf 0° gesetzt.
Anschließend ungefähr 20° nach links lenken.
„Linkslage übernehmen“
drücken.
Danach ungefähr 20° nach rechts lenken.
„Rechtslage übernehmen“
drücken.
Aus der Veränderung von Sturz und Lenkwinkel wird anschließend der Caster berechnet.
Die Werte werden getrennt für links und rechts angezeigt.
Vorspur / Spur einstellen
Die Vorspur bzw. Spur der Vorderräder kann mit diesem System aktuell nicht direkt gemessen werden.
Für diese Einstellung wird weiterhin ein klassisches RC-Setup-System benötigt.
Geeignet sind zum Beispiel:
- klassische Setup-Stationen
- Spurlehren
- Setup-Wheels
- andere mechanische Spur-Messsysteme
Das RC Setup Gauge ist somit als Ergänzung zu einem klassischen Setup-System gedacht.
Sturz, Lenkwinkel, Ackermann und Caster können digital erfasst werden, während die Spur weiterhin mit einem herkömmlichen Setup-Tool eingestellt wird.
Vorzeichen umkehren
Je nach Montageposition kann es vorkommen, dass ein Sensor eine Bewegung mit umgekehrtem Vorzeichen meldet.
Beispiel:
Das linke Rad wird nach links bewegt, der angezeigte Winkel läuft aber in die falsche Richtung.
Dafür gibt es in der Weboberfläche eigene Buttons:
- „Lenkung L umkehren“
- „Lenkung R umkehren“
- „Sturz L umkehren“
- „Sturz R umkehren“
Dadurch muss der Sensor nicht mechanisch anders montiert werden.
Empfohlener Ablauf vor einer Messung
- RC-Car auf eine möglichst ebene Setup-Platte stellen.
- Sensoren einschalten.
- ESP32 einschalten.
- Mit dem WLAN RC-Setup-Gauge verbinden.
- Prüfen, ob beide Sensoren verbunden sind.
- Falls sich die Sensorposition verändert hat, Lenkachse neu einlernen.
- Sturzreferenz kontrollieren bzw. bei Bedarf neu kalibrieren.
- Räder gerade stellen.
- Lenkung nullen.
- Danach Sturz, Lenkwinkel, Ackermann oder Caster messen.
- Vorspur bei Bedarf weiterhin mit einer klassischen Setup-Station einstellen.
